悬臂浇筑连续梁施工“四定位”技术研究.pdf

———文章编号：１００９４５３９（２０１８）１２００５７０３・桥梁工程・“悬臂浇筑连续梁施工四定位＂技术研究代鸿明（中国铁路总公司工程质量监督管理局北京１００８４４）摘要：悬臂浇筑连续梁０＃节段采用常规施工技术会在墩顶支座附近出现混凝土下料不均匀、局部空洞、露筋、锚垫板及预应力管道位置不准确等质量缺陷，影响结构的耐久性和使用寿命。研究其缺陷产生的主要原因及机理，“”采取有针对性的措施对钢筋、纵向预应力管道、锚垫板、合龙段管道的精确的四定位技术并开发了相应的装备，解决了传统质量缺陷问题。在京沈客专潮白河特大桥等多座桥的连续梁施工中进行了应用和验证，取得了良好的效果，为今后类似连续梁施工建设提供借鉴。关键词：０＃节段预应力管道钢筋锚垫板精确定位中图分类号：Ｕ４４５．４；Ｕ４４８．３５文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－４５３９．２０１８．１２．０１４Ｒｅｓｅａｒｃｈ“’’ｏｎＦｏｕｒ－ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＣａｎｔｉｌｅｖｅｒＣａｓｔｉｎｇＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＢｃａｍＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＤａｉＨｏｎｇｍｉｎｇ（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＱｕａｌｉｔｙＳａｆｅｔｙＳｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎＳｔａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ０＃ｓｅｃｔｉｏｎｏｆｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｃａｓｔｉｎｇｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｒｅｗｉｌｌｂｅｑｕａｌｉｔｙｄｅｆｅｃｔｓｓｕｃｈａｓｕｎｅｖｅｎｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｐａｒｔｉａｌｖｏｉｄｓ，ｅｘｐｏｓｅｄｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｉｎｃｏｒｒｅｃｔｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆａｎｃｈｏｒｐｌａｔｅａｎｄｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｐｉｐｅｌｏｃａｔｉｏｎｎｅａｒｔｈｅｐｉｅｒｔｏｐｓｕｐｐｏｒｔ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｄｕｒａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｍａｉｎｃａｕｓｅｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｔａｒｇｅｔｅｄｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｔａｋｅｎｔｏｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅ“ｐｒｅｃｉｓｅｆｏｕｒ”ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｂａｒ，ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｐｉｐｅ，ａｎｃｈｏｒｐｌａｔｅａｎｄｃｌｏｓｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅ，ａｎｄｓｏｌｖｅｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｑｕａｌｉｔｙｄｅｆｅｃｔｓ．Ｉｔｈａｓｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄａｎｄｖｅｒｉｆｉｅｄｉｎｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｍａｎｙｂｒｉｄｇｅｓｓｕｃｈａｓｔｈｅ’—ＣｈａｏｐａｉＲｉｖｅｒ—ＳｐｅｃｉａｌｌａｒｇｅＢｒｉｄｇｅ，ａｎｄｈａｓａｃｈｉｅｖｅｄｇｏｏｄｒｅｓｕｌｔｓ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｒｅｌｉａｂｌｅｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｌｅｓｓｏｎｓｆｏｒｆｕｔｕｒｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：０＃ｓｅｃｔｉｏｎ；ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｐｉｐｅ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｂａｒ；ａｎｃｈｏｒｐｌａｔｅ；ａｃｃｕｒａｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ１引言随着我国铁路工程建设的快速发展，大跨度连续梁在桥梁中得到广泛应用¨ｑＪ，尤其是挂篮悬臂浇筑法的推广应用，使得连续梁施工克服了高空、深谷、大跨度、跨越交通繁忙道路、铁路营业线等特殊环境的施工难题，促进了连续梁施工的蓬勃发展。随着连续梁跨度增加，０４节段梁体的钢筋、预应力筋数量也大量增加，特别是支座上方及加宽段钢筋密集、预应力管道纵横交错。钢筋与预应力筋定——收稿日期：２０１８１０１７作者简介：代鸿明（１９７１一），男，高级工程师，主要从事铁路工程质量安全监督管理等方面的工作。位稍有偏差，将导致混凝土浇筑和振捣非常困难，容易出现离析、蜂窝甚至空洞ｍ５。，造成钢筋易腐蚀，影响结构安全和使用寿命。图１显示的是某客专静态验收时发现连续梁加宽段混凝土不密实、空洞等质量问题。图２显示的是静态验收时某客专连续梁支座周边混凝土空响、露筋等质量问题。这些问题的存在严重影响桥梁结构的安全与使用寿图１０肺段加宽段混凝土空洞命，给安全运营带来极大的隐患。在连续梁施工中，锚垫板的作用是在预应力张铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８（１２）５７万方数据・桥梁工程・拉时将应力扩散到梁体混凝土中，对梁体预应力施工起着至关重要的作用。锚垫板的定位偏斜会加大锚口及喇叭口的摩阻损失，导致锚下应力不足，使施工中的图２支座周边混凝土空洞离析露筋质量隐患变为运营中的安全隐患。预应力技术是通过对预期受拉的部位施加预压应力的方法，达到克服混凝土构件容易开裂的弱点的目标。如果在施工过程中预应力管道安装定位不牢固、不准确，会影响预应力的准确施加及梁改进，采用６３ｍｍ等边角钢制作钢筋卡具，卡具槽口大小及槽口间距根据设计图纸标注的钢筋直径、间距进行工厂化制作，解决了人工控制间距不准确的难题。图４所示为含有槽口的钢筋精确定位卡具。角钢卡具一般长２ｍ，部各放置一根。定位前先２根横向水平钢筋，然后将角钢卡具与两根横向图４钢筋定位卡具图５钢筋精确定位跨度的加大，梁体节段图３预应力管道偏位明显３．１．２纵向水平钢筋精确定位数量相应增加，梁体线连续梁梁体纵向水平钢筋需自端头模板穿出，形控制、合龙时的定位措施往往是施工中控制的重并与下一节段钢筋相连接。传统工艺采用的是木点和难点卜７｜。制端模，在木模上人工开孔，钢筋自预留孑Ｌ穿出。以上常见质量缺陷将严重影响到结构的耐久这种工艺安装费时、费力，精度、刚度较差，且端模性和使用寿命，进而直接影响到结构安全。拆除后无法重复使用。本文结合京沈客专潮白河特大桥连续梁的施经过改进和创新，将端模分为三部分／ＪＨｌ广，见工，对常规的施工工艺及工装进行改进和创新，关图６。图中角钢部位根据保护层厚度及钢筋直径，键实现了钢筋、锚垫板、预应力管道等的精确定位，通过机床线形切割开。槽钢’鬈釜主萎嚣器为今后类似的桥梁霾凳２证槽ｍｍ搿器翊｝哥施工提供可靠的方法和借鉴。径大—；图中钢板斗ｌ型墼旷采用１０ｍｍ厚钢板制１４②Ｍ２工程概况作。三者之间通过背Ｉ１／ＩＦ京沈客专潮白河特大桥以（６０＋１００＋６０）ｍ连肋槽钢连接。钢筋安塑影”飞丝续梁的形式上跨潮白河右堤路，梁体设计为悬臂浇装时只需将钢筋放人图６端模模具示意筑法施工，采用单箱单室、变高度、变截面结构，箱角钢卡槽内即可实现钢筋的精确定位。梁顶宽１２．２ｍ，箱梁底宽６．７ｍ。０号段长１４ｍ，高３．２锚垫板精确定位技术７．８５ｎｌ，悬浇梁段长２．５～４．０ｍ。传统锚垫板定位工艺中，锚盒及端模采用木模，‘３连续梁削四定秽技术要案；｜｜器鬈漾鬻蠢望量嚣篓竿荔赫嚣３．１钢筋精确定位技术垫板偏斜、扭曲、张拉面与预应力束不垂直等现象，从３．１．１横向水平钢筋及支座加强钢筋网片精确定位而造成预应力筋受力不准确、张拉预应力损失较大等传统施ＩＴ＿艺对连续梁钢筋绑扎采用尺量控‘质量问题旧９１。图７为采用木模板的锚盒及端模。制钢筋间距，控制难度大，系统误差也较大。通过改进后的锚口模板采用钢制，并在工厂精确加５８铁道建篱技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯ￡－ＯＧＹ２０１８仃２７万方数据・桥梁工程・工，以保证锚口模板与锚垫板、预应力管道中心线垂直，减少张拉预应力损失。加工时在锚口模板与端模、锚垫板连接处开设螺栓眼。改进后的精确定位钢锚盒和端模见图８。在锚口模板每块钢板上焊设角钢，角钢开螺栓眼，每两块之间通过螺栓连接以便于拆卸。锚垫板定位：在地面将锚口模板与锚垫板通过螺栓连接固定，然图７锚垫板定位模具示意图８锚垫板定位安装后将锚口模板在端头模板设计位置通过螺栓连接固定，螺旋筋点焊固定于锚垫板。将三者连接组装成为整体后，吊装与侧模固定，通过定位端模实现锚垫板的精确固定。锚口模板拆除：混凝土浇筑完成并且达到强度要求后，拆除端模。拆除端模时，先拧开锚口模板与端模连接螺栓，然后拆除端模，再拆除锚口模板连接螺栓，最后拆除锚口模板。３．３预应力管道精确定位技术传统连续梁预应力施工中常采取先安装管道后井字架的定位方法，存在现场测量与控制精度不高、受人为因素影响大等问题，易导致预应力管道定位不准确、不牢固、不顺直的质量问题【１０。１１Ｊ。为解决以上缺陷，改进后的预应力管道定位工艺为：利用ＢＩＭ建模，对钢筋与预应力管道相互位置进行碰撞检查，调整局部钢筋位置；根据ＢＩＭ技术生成的梁体模型，结合碰撞情况，按照直线段６０ｃｍ、曲线３０ｃｍ，截取全截面整体井字架坐标，图９为全截面整体式井字架。先制作全截面整体式井字架并精准定位安装，后安装预应力管道的施工，较好地实现了预应力管道的精确定位安装，保证了管道稳固、线形平滑，使孔道定位对预应力筋张拉的管道摩阻影响降至最低。全截面整体式井字—、＝＝，一一Ｆ３匪’３Ｆ＿；ｌ亘ｉ３Ｆ２７，’２Ｆ：ＦｌｎｊｌｒＵＦ架根据预应力管道在各图９井字架全截面示意断面的相对位置，按底板、腹板、顶板三部分采用书１０ｍｍ钢筋加工制作成整体网片，加工时控制每≤侧钢筋与管道间隙２ｍｍ。底板井字架：底板底层钢筋网片绑扎完毕后，在底板顶拉设井字架高程定位基准线，通过量测井字架距端模、腹板的距离进行定位，最后将井字架与底板钢筋焊接成整体完成安装。腹板井字架：腹板箍筋安装完成后，绑扎腹板纵向水平钢筋，形成腹板钢筋整体骨架。然后在顶板顶搭设腹板井字架高程定位基准线，通过量测井字架距端模、腹板的距离进行定位，将井字架与腹板钢筋骨架焊接成整体完成安装。顶板井字架：顶板底层钢筋网片绑扎完毕后，在顶板顶拉设井字架高程定位基准线，通过量测井字架距端模、翼缘板外模的距离进行定位，将井字架与底板钢筋焊接成整体完成安装。预应力管道及锚垫板位置准确，能保证预应力筋张拉顺利。精确定位后的预应力管道现场见图１０。图１０井宇架固定安装预应力管道３．４精确定位合龙段管道技术悬臂浇筑法连续梁合龙段预应力管道存有２个管道接头，且有横隔板，在混凝土浇筑过程中容易发生管道接口脱落、管道下沉等现象¨２｜。对此，合龙段管道定位采取以端模、侧模、顶板和底板作为管道定位的基准面，采用整体式定位井字架对管道进行精准定位，井字架与梁体钢筋焊接固定。将井字架的间距加密至３０ｃｍ，并且加长次节段套接管长度（Ｌ＞３０ｃｍ）。合龙段管道精确定位见图１１。通过以上措施，确图１１合龙段管道定位安装保了管道在混凝土浇筑和振捣过程中不弯沉、不上浮、不旁移¨‘３１５｜。３．５应用效果通过对潮白河特大桥以及顺义特大桥施工中应（下转第１０５页）铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８ｆ１２Ｊ５９万方数据・隧道／地下工程・［８］王晓磊．ＧＥＯＭＯＳ自动监测系统在城际铁路隧道下穿既有广深铁路施工中的应用［Ｊ］．铁道标准设计，—２０１５（４）：９４９８．［９］ＫａｖｖａｄａｓＭ，ＬｉｔｓａｓＤ，ＶａｚａｉｏｓＩ，ｅｔａ１．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａ３ＤｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｆｏｒｓｈｉｅｌｄＥＰＢｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ『Ｊ］．Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ＆ＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇＴｒｅｎｃｈｌｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１７（６５）：２２－３４．［１０］ＭａｒｓｈａｌｌＡＭ，ＦａｒｒｅｌｌＲ，ＫｌａｒＡ，ｅｔａ１．Ｔｕｎｎｅｌｓｉｎｓａｎｄｓ：ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｉｚｅ，ｄｅｐｔｈａｎｄｖｏｌｕｍｅｌｏｓｓｏｎｇｒｅｅｎｆｉｅｌｄｄｉｓ．—ｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｇ６０ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，２０１２，６２（５）：３８５３９９．［１１］ＤｏＮＡ，ＤｉａｓＤ，Ｏｒｅｓｔｅ—Ｐ．Ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｔｗｉｎｓｔａｃｋｅｄｔｕｎｎｅｌｓｉｎｓｏｆｔｇｒｏｕｎｄ［Ｊ］．浙江大学学报ａ辑（应用物理与工程）（英—文版），２０１４，１５（１１）：８９６９１３．“［１２］ｕＨＹ，ＳｍａｌｌＪＣ，ＣａｒｔｅｒＪＰ．Ｆｕｌｌ３Ｄｍｏｄｅｌｌｉｎｇｆｏｒｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇｏｎｅｘｉｓｔｉｎｇｓｕｐｐｏｆｌｓｙｓｔｅｍｓｉｎｔｈｅ（上接第５９页）“”用四定位技术的梁体进行雷达扫描检测及敲击检查，证明０号块支座附近及加宽段混凝土密实、无空洞，实体质量合格。检测现场见图１２。Ｓｙｄｎｅｙｒｅｇｉｏｎ［Ｊ］．ＴｕｎｎｅＨｉｎｇ＆ＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅ—Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，２３（４）：３９９４２０．［１３］ＳｉｒｉｖａｃｈｉｒａｐｏｍＡ，ＰｈｉｅｎｗｅｊＮ．ＧｒｏｕｎｄｍｏｖｅｍｅｎｔｓｉｎＥＰＢｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇｏｆＢａｎｇｋｏｋｓｕｂｗａｙｐｒｏｊｅｃｔａｎｄｉｍｐａｃｔｓｏｎａｄｊａｃｅｎｔｂｕｉｌｄｉｎｇｓ［Ｊ］．Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ＆ＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅ—Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２，３０（３０）：１０２４．［１４］ＭａｔｈｅｗｇｉｍａＶ，ＬｅｈａｎｅｂａｒｒｙＭ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｂａｃｋ－ａｎａｌｙｓｅｓｏｆｇｒｅｅｎｆｉｅｌｄｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｄｕｒｉｎｇｔｕｎｎｅｌ—ｂｏｒｉｎｇ［Ｊ］．ＣａｎａｄｉａｎＧｅｏｔｅｅｈｎｉｅａｌ—Ｊｏｕｒｎａｌ，２０１３，５０（２）：１４５１５２．［１５］广州地铁设计研究院有限公司．城市轨道交通结构安全保护技术规范：ｃＪＪ／Ｔ—２０２２０１３［ｓ］．北京：中国建筑工业版社，２０１４．［１６］白云飞．富水粉细砂地层大开口率刀盘的施工技术研—究与应用［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１６（３）：５７６０．［１７］宁士亮．富水砂层盾构渣土改良技术［Ｊ］．铁道建筑技—术，２０１４（３）：８６９０．—————”——”“”————“—－・卜一卜一－卜一卜・卜一＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋－・＿卜＊＋＊＋－・＋一＋一＋一＋一＋一＋＋－＋－卜一卜一－＿卜－＋－－＋４娃图支座周边及加宽段＿－１６１２１“５日梁体混凝土效果检测“”连续梁四定位技术在京沈客专潮白河特大桥（６０＋１００＋６０）ｍ连续梁施工中应用，较好地解决了传统悬臂浇筑法在连续梁施工中存在的质量缺陷，确保了工程实体质量。“”（１）连续梁四定位技术，能够有效提高悬臂浇筑连续梁钢筋、预应力管道定位精度，有利于混凝土均匀灌注到各个部位，提高支座板上部混凝土密实度，提高合龙段定位质量。“”（２）连续梁四定位技术在施工中的应用，可以大大提高工厂化生产水平，降低人工费，减少材料浪费，能够有效提高经济效益。“”（３）连续梁四定位技术在京沈客专潮白河特大桥施工中的应用效果良好，对类似桥梁工程建设项目的施工，具有较强的指导意义及推广应用价值。参考文献［１］中国科学技术期刊编辑学会．科学技术期刊编辑教程［Ｍ］．北京：人民军医出版社，２０１０：ｌｌＯ．铁道建筑技术ＲＡ『Ｌ叭ｙＣＯ～Ｓ丁开ＵＣ丁『Ｏ～丁￡－ＣＨＮＯＩ．０ＧＹ［２］罗亮江．聚羧酸高性能减水剂在南宁枢纽工程中应用—［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１２（９）：１００１０４．［３］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．文后参考文献著录规则：ＧＢ／Ｔ——７７１４２００５［ｓ］．北京：中国标准出版社，２００５：１０１１．［４］何旭辉，裘伯永．对预应力混凝土连续梁悬拼施工有—关问题的探讨［Ｊ］．铁道建筑技术，２０００（１）：１３１６．［５］丁雨露．悬灌连续梁节段块快速施工技术［Ｊ］．铁道—建筑技术，２０１７（３）：５３５５．［６］张继尧，王昌将编著．悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００４．［７］敬洪武，袁浩，唐英．铁路连续梁桥０～＃块混凝土缺—陷检测与修复加固［Ｊ］．铁道建筑，２０１７（２）：３０３３．［８］何志超．连续梁０号块缺陷处理精细有限元分析［Ｊ］．—铁道建筑，２０１６（８）：２２２５．［９］贺瑞峰．悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁合龙段的施—工技术［Ｊ］．山西交通科技，２００９（４）：６６６８．［１０］胡丰玲，丁汉山．连续梁桥中跨合龙方案设计［Ｊ］．淮—海工学院学报（自然科学版），２００４（１）：６６６９．［１１］刘学伟．竖向预应力钢筋锚垫板安装倾角对预应力损失的影响［Ｄ］．湘潭：湖南科技大学，２００８．［１２］曹军．浅谈涟水特大桥后张法预应力连续梁施工技术［Ｊ］．城市道桥与防洪，２０１５（１１）：１２７～１３１．［１３］陈浩，管世玉．现浇连续梁预应力施工质量控制［Ｊ］．—建筑技术开发，２０１７（２１）：３３３４．［１４］李彦华．后张法预应力施工过程技术管控［Ｊ］．内蒙古—煤炭经济，２０１３（６）：３９４０．［１５］康吉峰．吴沙村跨省道特大桥连续梁中跨合龙段施工—质量控制［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１２（６）：４８５０．２０１８１１２１１０５万方数据